钨铈复合氧化物催化剂氧化丙烷脱氢制丙烯的研究

采用周期操作的丙烷氧化脱氢制丙烯固定床反应装置,使丙烷的氧化和催化剂的氧化在不同的时间进行,利用WxCeOy催化剂体相的晶格氧氧化丙烷,减少深度氧化,提高反应的选择性。考察了W与Ce摩尔比及活性组分负载量对催化剂催化性能的影响,以及丙烷氧化脱氢的反应条件。在反应温度390℃、空速180h-1时,丙烷转化率为6.5%,丙烯选择性为86.5%,表明WxCeOy催化剂对丙烷氧化脱氢制丙烯有较好的低温催化性能。     

丙烷脱氢Cr系催化剂的研究进展

综述了Cr系催化剂在丙烷催化脱氢和氧化脱氢反应中的应用研究进展情况,介绍了在这两种脱氢反应中,Cr系催化剂的活性中心、脱氢反应机理以及催化性能影响因素,分析了催化剂的失活原因,探讨了催化剂再生的影响,并对Cr系催化剂的发展前景和方向进行了展望。开发新型低铬含量、高选择性和抗积炭的催化剂是Cr系催化剂当前的研究重点,提高丙烷氧化脱氢反应中丙烷的转化率和丙烯收率是今后的主要研究方向。     

丙烷脱氢生产丙烯技术进展

近年来由于丙烯需求量的增加,丙烷脱氢制丙烯技术受到关注。本文综述了丙烷催化脱氢生产丙烯技术的应用现状和技术进展,以及丙烷氧化脱氢制丙烯反应催化剂的研究现状。     

丙烷氧化脱氢制丙烯催化剂研究进展

综述了丙烷氧化脱氢(ODH)制丙烯催化剂研制表征方面的最新成果,论述了催化剂各组分的作用、催化剂表面的活性氧物种性质和催化反应机理,评价了各种催化体系的丙烷ODH反应性能,提出了该研究领域今后的发展方向。     

丙烷脱氢制丙烯催化剂研究的进展

丙烯是化工行业重要的基础原料,受丙烯下游产品的拉动,国内外对丙烯的需求量逐年递增。丙烯主要来源于石油的催化裂解,但石油资源的日益匮乏无法满足全球对丙烯的需求,因此研究丙烷脱氢制丙烯工艺具有重大的实际意义。笔者综述了丙烷通过直接脱氢、氧气或二氧化碳氧化脱氢等方法制丙烯的反应热力学、反应机理及常用催化剂体系,论述了各种催化剂的作用机制、催化剂表面的活性物种和性质,评价了它们的丙烷脱氢反应性能,并展望了丙烷脱氢制丙烯的发展方向。     

中国科学院金属研究所乙苯氧化脱氢制苯乙烯机理研究获进展

近日,中国科学院金属研究所研究团队采用基于低碳烷烃催化脱氢反应第一性原理的微观反应动力学模拟方法,研究纳米碳催化乙苯氧化脱氢制苯乙烯的反应机理。结果表明,该反应主要通过单活性态参与反应(ER)的机理发生,而自由基反应在特定条件下也起到重要作用。该研究成果发表于《美国化学会催化》杂志。通过烷烃催化脱氢反应可将低碳烷烃分子高效转化为同碳烯烃。但烷烃催化脱氢(直接和氧化)反应面临选择性低、积炭以及高能耗等问题,设计和开发新型高效催化剂是解决问题的关键。在分子水平上揭示催化剂性质和反应机理是筛选高效催化剂的前提条件。     

丙烷脱氢制丙烯技术研究

讲解了丙烷脱氢制丙烯的几种工艺:催化脱氢、氧化脱氢和膜反应器脱氢。文章综合讨论了丙烷脱氢制丙烯催化剂的研究现状。虽然丙烷脱氢制丙烯的工业化已经构建,但催化剂的性能需要进一步提高。氧化脱氢制丙烯的研究及膜反应器在丙烷脱氢化学反应之中的优势,研发高稳定性、高透氢性的氢分离膜预计能大大提高丙烯收率。     

纳米碳纤维催化丙烷氧化脱氢性能的研究

研究了纳米碳纤维(CNF)新型碳材料催化丙烷氧化脱氢反应的催化性能。通过透射电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜、N2吸附及空气气氛中的热重分析方法表征CNF的结构与纯度,考察纯化和氧化活化处理对其催化性能的影响。实验结果表明,化学气相沉积法合成的CNF含有较多金属杂质及表面缺陷位;通过高温热处理能有效去除CNF中的金属杂质,并提高其石墨化程度,催化剂的热稳定性大大提高;A r气氛中1 700℃高温热处理12h,再经过600℃空气氧化活化后得到的CNF为高效的丙烷氧化脱氢催化剂;采用该催化剂,在反应温度550℃、丙烷的转化率51.75%的条件下,丙烯的选择性达32.46%;对于该催化剂,提高反应温度和氧烷比可增加丙烯的收率。     

丙烷催化脱氢制丙烯Pt系催化剂研究进展

综述了近年来国内外主要的丙烷脱氢制丙烯工艺技术现状,详细介绍丙烷在Pt系催化剂上脱氢的反应机理、载体及助剂,简介了其他丙烷催化脱氢催化剂存在的问题及化学链脱氢技术的优势。不断优化Pt系催化剂,降低成本。减少催化剂中Pt含量的同时提高催化剂的稳定性以及开发非铂非铬环保型脱氢催化剂是今后的主要研究方向。     

丙烷脱氢制丙烯技术进展

丙烷催化脱氢技术可在较低的反应温度下得到较高的丙烯收率,催化剂是丙烷催化脱氢技术的关键,采用贵金属作活性组分可大幅提高催化剂活性,提高装置处理能力,降低投资和操作费用。     

Kinetics of Propane Oxidative Dehydrogenation to Propylene

Abstract:

The reaction mechanism of propane includes dehydrogenation, oxidative dehydrogenation by applying oxygen and carbon dioxide as oxidative resource, catalyst, catalytic method, kinetics, and so on. This study introduces the reaction system of propane oxidative dehydrogenation in detail. Propane dehydrogenation catalyst, its support, and assistant catalyst are discussed, as well as Biloen, Kaidong Chen, Chen Guangwen, and J. Gascón C's catalytic processing and kinetics, which includes the isotope tracing method, the mechanism of surface adsorption, and Langmuir-Hinshelood.     

长链烷烃脱氢制单烯烃动力学模型

根据长链烷烃催化脱氢反应机理,采用某新型国产长链烷烃脱氢催化剂,建立了工业反应条件下的直链烷烃脱氢制单烯烃表观反应动力学模型和催化剂失活模型。以在轴向连续流动固定床微型反应器中C₁₀~C₁₃直链烷烃脱氢反应的实验数据为基础,采用多元函数包维尔(Powell)法优化计算了反应速率常数、失活速率常数、失活级数与活化能,实验值与计算值拟合效果良好。动力学模型参数分析表明了所建模型动力学与热力学的合理性。     

环戊醇液相脱氢本征动力学

以Raney镍为催化剂,对环戊醇脱氢制环戊酮的本征动力学进行了研究。首先通过热力学分析消除了环戊酮加氢逆反应的可能性,并通过机理讨论,认为可以用指数形式来表达环戊醇脱氢速率。采用高斯-牛顿法,根据实验数据进行参数估算,得到了本征动力学模型参数,经统计检验表明,所得动力学模型是适当的。该反应的速率方程为-dcA/dt=kc2A,反应活化能为63 05kJ/mol,反应速率常数为3 1×104exp(-63050/RT)。在动力学研究的基础上,对脱氢微观机理进行了讨论。     

C/O杂化调变Ni催化苯分子脱氢及开环反应性能的理论研究

基于密度泛函理论计算,对比研究了Ni,Ni/O,Ni/C,Ni/C/O杂化体系的电子特性以及催化苯分子脱氢和开环反应的性能.实验结果表明,单独C或O原子对Ni外层轨道的杂化降低了Ni的化学活性,而C/O同时与Ni外层轨道杂化促进了Ni外层电子的离域,提高了Ni/C/O杂化体系与苯分子的键合作用.不同催化剂催化苯分子脱氢...     

烃类在HZSM－5和ZnHZSM－5上芳构化反应和动力学考察

研究了链烷烃、烯烃及环烷烃在ＨＺＳＭ－５和ＺｎＨＺＳＭ－５佛石催化剂上的转化反应特征，考察了ＺｎＨＺＳＭ－５沸石的改性Ｚｎ含量与ＺｎＯ对转化反应和产物分布的影响。结果表明，在低温条件下（＜４５０℃），链烷烃在ＺｎＨＺＳＭ－５沸石的直接脱氢芳构化活性中心上不易发生裂解，反应进行的第一步─表面正碳离子形成，其活性随Ｚｎ含量增加而降低。环烷烃在ＺｎＨＺＳＭ－５上转化动力学为非一级。在高温下，转化反应与芳构化活性则随Ｚｎ含量增加而提高，由于烯烃较活泼，在反应条件下首先产生部分热裂解，在ＺｎＨＺＳＭ－５上的芳构化反应为动力学一级。环己烷和甲基环己烷在ＺｎＨＺＳＭ－５上转化活性均低于ＨＺＳＭ－５上的转化活性，但它们在ＺｎＨＺＳＭ－５上直接脱氢芳构化生成相应本和甲苯。实验表明，环己烷和甲基环己烷在ＺｎＯ上于３５０～５５０℃范围内存在直接脱氢生成苯和甲苯的催化活性。作者利用脉冲反应技术测定不同反应物在ＺｎＨＺＳＭ－５沸石上转化和芳构化反应活化能，并探讨了烃类在ＺｎＨＺＳＭ－５上转化可能的反应历程。     

四氢萘选择性催化裂化反应动力学

在消除了内外扩散影响的小型固定流化床反应器中,考察了四氢萘在选择性催化裂化(HSCC)催化剂上,在470～515℃发生环烷环开环反应以及脱氢缩合反应的动力学规律。在四氢萘催化裂化反应途径的基础上,建立了四氢萘裂化双曲线型Langmuir-Hinshelwood(L-H)型五集总动力学模型,其中四氢萘环烷环开环反应活化能为56.06kJ/mol,而其脱氢缩合反应活化能为52.57kJ/mol。残差检验和统计检验结果表明,所得动力学模型合理、可靠,能够真实反映四氢萘选择性催化裂化反应特性。     

工业335催化剂乙苯脱氢反应动力学

在积分反应器上,对Fe-K-Mo-Ce工业335催化剂的乙苯税氧动力学进行了研究。采用平滑逼近法处理积分实验数据,并给出了由乙苯生成苯乙烯的主反应和诸副反应所构成的反应网络和诸动力学模型,这些模型可用于工业反应器的设计和工艺操作的优化。另外,还证明了CO_2主要来源是苯乙烯,平滑逼近法处理积分实验数据是有效的,并求得由乙苯生成苯乙烯的活化能为24.3kcal.mol~(-1)。     

八氢菲选择性催化裂化反应动力学

在小型固定流化床(FFB)反应器中,消除内、外扩散影响,考察了八氢菲在选择性催化裂化（HSCC）催化剂上,470~515℃裂化发生环烷环开环反应以及脱氢缩合反应的动力学规律。在给出八氢菲催化裂化反应途径的基础上,建立了八氢菲裂化双曲线型Langmuir Hinshelwood（L H）六集总动力学模型,其中八氢菲裂化环烷环开环反应活化能为7063 J/mol,而其脱氢缩合反应活化能为4871 J/mol。残差检验和统计检验结果表明,所得动力学模型合理、可靠,能够真实反映八氢菲选择性催化裂化反应特性。     

Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂上仲丁醇脱氢反应动力学研究

采用管式连续流动固定床反应器,对仲丁醇在Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂上的脱氢反应本征动力学进行了研究,通过双曲线动力学模型和幂函数动力学模型两种模型计算了该反应的各项参数以及反应的表观活化能,将实验数据用SPSS统计分析软件对动力学模型进行非线性最小二乘法参数拟合,确定了反应机理并求出了表观活化能。实验结果表明,采用双曲线动力学模型时,仲丁醇在催化剂表面的脱氢反应为速率控制步骤,表观活化能为64.75 kJ/mol;采用幂函数动力学模型时表观活化能为81.89 kJ/mol。用相关指数R~2和F分布对两个速率方程进行了检验,两个速率方程的R~2均接近于1,F>10F_α,且用双曲线动力学模型时结果的相关度较高。     

对甲基乙苯脱氢制对甲基苯乙烯

研究了对甲基乙苯在水汽存在下以金属氧化物为催化剂的脱氢过程。开发出具有良好反应性能的多组份铁系脱氢催化剂,在620℃、空速1.0h~(-1)(V)、水/烃比2.5(w)和常压下,甲基乙苯转化率66.8%(w),生成甲基苯乙烯的选择性91.2%(w)。考察了工艺参数对甲基乙苯脱氢反应性能的影响及烷基芳烃组成与脱氢反应性能之间的关系,表明烷基芳烃脱氢性能与催化剂类型有关。从不同转化深度时产品的组成分布推测了甲基乙苯脱氢可能的反应历程。